Gli studi attuali sono supportati dal National Heart, Lung, and Blood Institute di Grant HL0921-R01, R01-R01-DK083385 e HL098294 a HK Eltzschig, il 1K08HL102267-01 a T. Eckle e Fondazione per l&#39;educazione Anestesia e borse di ricerca a T. Eckle e HK Eltzschig e American Heart Association Grant a T. Eckle e HK Eltzschig e Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) borsa di studio di ricerca a M. Koeppen. Ringraziamo Shelley Eltzschig per l&#39;opera d&#39;arte.

Osservazioni generali: Tutte le operazioni devono essere effettuate con un microscopio verticale dissezione (Olympus, SZX10 con Z-Axis Messaggio Crank con STU2 stand StandBoom) e utilizzando un coagulatore chirurgico. La ventilazione è fondamentale per la procedura e quindi una certa quantità di tempo dovrebbe essere speso per la scelta del ventilatore e ottimizzare la tecnica di ventilazione. Temperatura, pressione sanguigna e l&#39;anestesia dovrebbe essere stabile per tutto. 1. Anestesia, intubazione e monitoraggio <ol><li> Usa C57BL / 6 topi che sono almeno 10 settimane. Indurre l&#39;anestesia con pentobarbital sodico alla dose di 70 mg / kg di peso corporeo ip mantenere l&#39;anestesia con circa 10 mg / kg / h di sodio pentobarbital. Siate cauti con sovradosaggio poiché questo potrebbe ridurre significativamente la pressione sanguigna. Ri-somministrazione di pentobarbital - anche dopo ore, può portare ad un aumento dei livelli plasmatici gravi. Sulla base di una forte evidenza per quanto riguarda l&#39;isoflurano come composto cardioprotettivo si consiglia l&#39;uso del &#39;inerte&#39; e ben consolidata pentobarbital in un modello di ischemia miocardica 46-56. </li><li> Topi svolge su un tavolo a temperatura controllata riscaldata (RT, Effenberg, Monaco, Germania) con una sonda termometro rettale collegata al controller feedback termico per mantenere la temperatura corporea a 37 ° C. </li><li> Dopo i topi induzione dell&#39;anestesia sicuro in posizione supina, con le estremità superiore e inferiore fissato al tavolo con un nastro e una sutura fissato alle caviglie. Fare lo stesso per la testa usando i denti. Un contenimento sufficiente è importante per una intubazione di successo e chirurgia ben controllato. Prima dell&#39;intervento, coprire il mouse con olio minerale per ridurre il rischio di allergia del mouse capelli. </li><li> Esporre la trachea chirurgicamente ed eseguire l&#39;intubazione tracheale con cannule bluntpolyethylene (Insyte 22g, Beckton Dickinson, USA). Si dovrà smussato l&#39;ago per essere in grado di usarlo come uno stiletto. </li><li> Tirare la linguetta con l&#39;ausilio di una pinza e quindi spingere delicatamente in un angolo di 15 gradi verso il corpo. Anche dopo l&#39;esposizione della trachea e l&#39;utilizzo di un microscopio, questo potrebbe richiedere un certo addestramento. Essere consapevoli che un piccolo danno della trachea potrebbe comportare l&#39;impossibilità di ventilare l&#39;animale per tutta la sutura. Quindi, in caso di problemi delle vie aeree controllare la trachea per piccoli fori. </li><li> Confermare il corretto posizionamento del tubo per la visualizzazione diretta della cannula nella trachea precedentemente esposti al di sopra della carena. </li><li> Collegare il tubo di un ventilatore. Si consiglia una tecnica di ventilazione controllata a pressione utilizzando un Servo 900 C da Siemens (DRE Veterinaria, USA). Gli animali saranno poi ventilare con picco di pressione inspiratoria di 10 mbar, la frequenza di 110 respiri / min e una positiva di fine espirazione pressione di 3-5 mbar con una FiO 2 = 0,4. Impostazioni potrebbe essere necessario qualche aggiustamento che può essere raggiunto più facilmente controllando i polmoni durante l&#39;intervento chirurgico torace aperto. Assicurarsi che i polmoni non sono crollate o troppo lunghi. Nonostante il fatto che il Servo 900 C è costruito come ventilatore per l&#39;uomo, il suo utilizzo in un ambiente controllato ventilatore a pressione eccellenti opere per la ventilazione dei topi. </li><li> Effettuare analisi dei gas del sangue per confermare normale scambio di gas (pressione parziale di ossigeno, PaO 2 di 115 ± 15 mmHg e pressione parziale di anidride carbonica, Paco 2 di 38 ± 6 mmHg) dopo 4 a 6 ore di tempo la ventilazione usando la i-STAT System (Abbott, USA). </li><li> Monitor della frequenza cardiaca con un elettrocardiogramma (ad esempio Hewlett Packard, Böblingen, Germania). Assicurarsi che la frequenza cardiaca non scende sotto i 450. Se il mouse si sviluppa bradicardia controllare la temperatura e la dose di anestetico / concentrazione. Xylacin / Ketamin anestesia induce un cuore cuore di 250 / min e non è pertanto raccomandato. </li><li> Applicare una sostituzione adeguata di liquidi. Un infuso con soluzione salina normale 0,1 ml / ora tramite un catetere arterioso o venoso deve essere eseguito prima della comparsa di ischemia. Inoltre, il bolo di soluzione fisiologica di 500 microlitri potrebbe essere dato ip prima dell&#39;intervento. Thoractomy può indurre un calo della pressione sanguigna e può richiedere ulteriori Boli salina. Dopo ischemia, una velocità di infusione fino a 1 ml / ora può essere necessario per mantenere una pressione arteriosa media sopra i 60 mmHg e di garantire una riperfusione critica sufficiente per la colorazione infarto utilizzando TTC. </li><li> Inserire una arteria carotidea (PE10, Tip OD (mm / &quot;), conici&gt; 0,024 mm/.011&quot;) per la registrazione continua della pressione sanguigna. L&#39;arteria carotide saranno esposti tramite dissezione dei muscoli paratracheali. A seguito di evitare ulteriore esposizione e attento di qualsiasi trauma dei tessuti (in particolare del nervo vagale), un catetere viene inserito nel vaso con due punti di sutura e una pinza di piccole dimensioni. Fissare il braccio al corpo prima di iniziare la dissezione dell&#39;arteria. Questo esporrà un pezzo più lungo l&#39;arteria. Nodo alla fine della parte prossimale della carotide. Fissare una pinza più grande per la fine della sutura aottenere la tensione. Posto un altro sutura intorno all&#39;arteria e sezionare l&#39;arteria fino alla fine distale. Qui, posto una fascetta di piccole dimensioni. Usare le forbici per tagliare micro una piccola apertura in diagonale l&#39;arteria. Tenere l&#39;apertura con una pinza sottile (Dumont, WPI) e far avanzare il catetere di dimensione corretta, con le mani / pinze. Fare un nodo con il tuo sutura secondo e sicuro l&#39;arteria. Allentare il morsetto e far avanzare il catetere ulteriormente. Fissare il catetere con parecchi nodi e nastro. </li></ol> 2. Tecnica di occlusione dell&#39;arteria coronarica <ol><li> Sezionare la pelle ed esporre la parete sinistra del torace con una tecnica smussato dissezione. </li><li> Tagliare il muscoli pettorali major e minori per esporre la parete toracica con una cauterizzazione. Tirando la grande pettorale, il polmone gocce, così una pinza da elettrobisturi può essere inserito, e, 1-3 mm al di sopra del polmone, una linea orizzontale che attraversano gli strappi dovrebbe essere coagulato. </li><li> Usando una forbice smussato, tagliare la parete toracica. Spille di sicurezza modificate, se viene rimossa la piastra di cattura e alla fine smussata è piegato, vengono poi utilizzati per mantenere il torace aperto. </li><li> Per facilitare il posizionamento finale della sutura, coagulare e tagliare la parete toracica lungo la membrana verso il lato in basso a sinistra del torace. </li><li> Esporre il cuore dalla dissezione del pericardio. Per evitare i movimenti del diaframma togliere e tagliare il nervo frenico. </li><li> Utilizzare un bastoncino di cotone bagnato con una pinza e ruotare il cuore verso il lato destro. Identificare la coronaria sinistra (LCA) e fare in modo che i polmoni non sono troppo inflazionato. Ottimizzare l&#39;apertura del torace per avere una presa sicura del cuore quando si posiziona la sutura. Se la pressione sanguigna è troppo bassa l&#39;identificazione potrebbe essere complicato. Boli aggiuntivi di soluzione salina potrebbe migliorare l&#39;identificazione del LCA. La LCA è una nave di colore rosso vivo che attraversano il cuore in senso orizzontale (in contrasto con le vene di ritorno). A volte, il LCA si vede meglio senza un microscopio. Non usare troppo molta luce. Questo può portare a recidere i riflessi rendendo impossibile la visualizzazione. </li><li> Una volta che il LCA è visivamente identificato, mettere un 8,0 sutura in nylon (Prolene, Ethicon, Notiefies, USA) in tutto il LCA. Ai fini del LCA occlusione intermittente, abbiamo adottato un modello di cardiomiopatia cronica 42 utilizzando un sistema di pesi appesi. </li><li> Far passare la sutura attraverso un piccolo pezzo di tubo di plastica (PE-10 tubi) con spigoli smussati e allegare due piccoli pesi (1g, ad esempio, utilizzare provette Eppendorf riempito d&#39;acqua) per ogni estremità. Con i pesi liberamente appeso sopra un bastone, l&#39;LCA deve essere immediatamente occluso. Inoltre, quando il peso è sollevato, LCA occlusione è terminato in una volta. Successo LCA occlusione deve essere confermata da un immediato cambiamento di colore della nave dalla luce rossa a viola scuro, il cambiamento di colore del miocardio fornito dalla nave (dal rosso acceso al bianco) e la presenza di ST-aumenti l&#39;ECG. Durante la riperfusione, i cambiamenti di colore istantaneamente scompare. Tenere il cuore bagnato con un 37 ° C, soluzione salina bagnato, pezzo di cotone idrofilo in tutto (vedi anche Figura 1). </li><li> Ha scelto il tempo di ischemia, secondo il suo interesse primario. Infatti, per gli studi di effetti cardioprotettivi degli IP, l&#39;ideale sarebbe utilizzare un tempo di ischemia associato ad un infarto nelle dimensioni di circa 30 al 40% della AAR. Così, sarebbe possibile dimostrare i cambiamenti in entrambe le direzioni, ad esempio piccole dimensioni infarto con IP cardiaca o infarto grandi dimensioni con un terapeutico sperimentale o di una delezione del gene specifico. Inoltre, i topi con una dimensione di infarto inferiore al 50% di solito sopravvivono all&#39;esperimento, mentre dimensioni infarto da 60 a 80% spesso non sono sopravvissuti e gli animali muoiono prima del tempo di riperfusione è completa. Utilizzando il nostro modello di 10 minuti di ischemia miocardica seguito da 2 ore di riperfusione risultato in una dimensione infartuale di 3,5 ± 1,3% della AAR. Al contrario, un tempo di ischemia di 60 minuti consente di ottenere una dimensione infartuale media di 42 ± 5,2% del AAR (p &lt;0.01) 39. Quindi, consideriamo un 60 minuti di ischemia come ideale per studiare i cambiamenti in entrambe le direzioni. Tuttavia, potrebbe essere necessario regolare il tempo di ischemia nei topi genica mirata con un fenotipo sever. </li><li> Ha scelto il momento giusto riperfusione. Il tempo di riperfusione è di fondamentale importanza per la colorazione TTC. Il colorante incolore si riduce ad un rosso mattone color precipitato deidrogenasi in presenza del coenzima NADH. Cellule morenti perdono la loro capacità di trattenere NADH e, quindi, si delineano come aree all&#39;interno del rosso pallido macchiato miocardio vitale. Dimensione infartuale delineazione di TTC richiede che NADH è stata lavata completamente dalla zona necrotica. Tuttavia, se la riperfusione non è abbastanza lungo, delineazione dimensione infartuale dalla colorazione TTC può causare una sottostima della dimensione dell&#39;infarto reali 43. Nelle nostre mani, dopo un tempo di ischemia di 60 min, la misurazione della dimensione dell&#39;infarto è aumentato da 11,5 ± 4,5% dopo 30 minuti al 42,2 ± 5,1%dopo 120 minuti. Nessun ulteriore aumento della dimensione infartuale poteva essere individuato con tempi di riperfusione più lunghi (240 minuti) 39. Quindi, si consiglia un periodo di 2 ore di riperfusione, che sembra anche ragionevole nel contesto di determination.If enzimi cardiaci si considera ischemia precondizionamento, si consiglia di 4 cicli di IP (5 min di ischemia, riperfusione 5 min), seguita da un momento ischemia di 60 min e un tempo di 2 ore di riperfusione. In queste condizioni, l&#39;IP è stato associato con un 3.2 volte la riduzione della dimensione dell&#39;infarto dal 42,2 ± 5,1% al 13,3 ± 3,3% del AAR 39. Tuttavia, a causa del sistema di pesi appesi, diversi reggimenti precondizionamento potrebbe facilmente essere applicato. </li></ol> 3. Determinazione della zona a rischio (AAR) e dimensioni dell&#39;infarto miocardico Dopo l&#39;induzione di un infarto del miocardio (con o senza IP), la zona è perfuso dal LCA (area a rischio, AAR) e la dimensione dell&#39;infarto stesso sarà determinato utilizzando una tecnica di colorazione. Successivamente, infarto sarà calcolato come percentuale di infarto miocardico rispetto al AAR. Per fare questo, una tecnica precedentemente descritta doppia colorazione con il cloruro di blu e trifeniltetrazolio Evan (TTC) è usato 44. <ol><li> Determinare la relazione annuale di attività per iniezione retrograda di 1% colorante blu di Evan in aorta, mentre il LCA è occluso. In alternativa, se un catetere carotis è a posto, utilizzare questo percorso per l&#39;iniezione blu di Evans. Evans blu si macchia tutto blu del tessuto miocardico, ad eccezione del AAR. E &#39;fondamentale per questo passaggio per evitare bolle d&#39;aria all&#39;interno del catetere, come sarebbero iniettato nella circolazione coronarica e prevenire colorazione blu di Evan. Prima della colorazione blu di Evans si potrebbe desiderare di raccogliere il sangue per la misurazione degli enzimi cardiaci. In aggiunta, la rimozione di sangue, iniettando 5 ml di soluzione fisiologica attraverso un catetere aortica o carotis è raccomandato. </li><li> Accise il cuore e lavare in soluzione salina ghiacciata 0,9% </li><li> Incorpora in agarosio al 2%. Non utilizzare calda agarosio poiché questo impedirà colorazione successo. </li><li> Dopo 30 minuti a +4 ° C (o 15 minuti -20 ° C), tagliare il cuore a fette di 1 mm utilizzando una matrice di cuore o microtomo. Se si posiziona il cuore in freezer evitare il congelamento a secco che porterà a cuore non macchiato. </li><li> Incubare le fette con l&#39;1% TTC a 37 ° C per 10 minuti con un berretto blu 15 ml in un bagno d&#39;acqua. Questo permetterà la zona infartuata essere delimitata come zona bianca, mentre le macchie di tessuto vitale rosso. </li><li> Fissare le fette colorate con il 10% fomaldehyde durante la notte. In questo modo, la zona infartuata è meglio contrastata migliorare la qualità delle immagini. </li><li> Determinare l&#39;area a rischio (AAR) e la dimensione infartuale tramite planimetria utilizzando il software NIH Image 1,0 45. </li><li> Calcolare la percentuale di miocardio infartuato dalla zona a rischio. </li></ol> 4. Enzima di misurazione cardiaca A causa di limitazioni associate con colorazione TTC si consiglia la lettura come strumenti in più per la gravità dell&#39;infarto del miocardio la determinazione della troponina cardiaca I (cTnI) i livelli nel siero di topi. Il sangue viene prelevato dalla vena portale ed i livelli sierici di cTnI sono poi determinate con un quantitativo test rapido cTnI (Vita Diagnostics, Inc., West Chester, PA, USA). 5. Rappresentante dei risultati: <img src="/files/ftp_upload/2526/2526fig1.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1. (A) Modello di IP cardiaco con un peso appeso sistema di occlusione coronarica. Questa tecnica non richiede un nodo per occlusione coronarica. (B, C) l&#39;installazione chirurgica. (D) Immagine di un cuore murino con la coronaria sinistra (LCA, frecce) dopo l&#39;occlusione. Identificazione visiva del LCA è necessario per la legatura e precondizionamento ischemico nei topi. Un 8,0 sutura in nylon è collocato intorno al millimetro LCA 1-2 sotto l&#39;atrio sinistro. La sutura è threaded attraverso un piccolo tubo di plastica (*). La fine di ogni sutura è collegato a un piccolo peso (1g) e la sutura è posta sopra aste su entrambi i lati. (E) Determinazione della AAR dopo LCA occlusione e iniezione retrograda di colorante blu di Evan nell&#39;aorta. L&#39;AAR rimane senza macchia, mentre il resto del miocardio è blu. Dopo l&#39;incubazione del tessuto AAR con TTC, il macchiato dell&#39;area infartuata bianco, mentre il tessuto vitale rosso macchiato.

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Il presente studio descrive una nuova tecnica di esecuzione IP in un modello murino intatto con una sospensione di peso del sistema, e quindi evitando l&#39;occlusione coronarica da un nodo. In realtà, questo studio dimostra dimensioni dell&#39;infarto altamente riproducibili e la protezione cardiaca da IP, riducendo al minimo la variabilità associata a nodi basati su modelli occlusione coronarica. Gli investigatori che considerano gli studi cardioprotezione da IP nei topi possono trarre beneficio da questo modello.

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		<div>
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		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Sodium Pentobarbital (Fatal Plus)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Vortech Pharmaceutical Ls, Ltd</td>
<td>V.P.L. 9372</td>
<td>4mg/mL in saline</td>
</tr>
<tr>
<td>TTC</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma</td>
<td>17779 Fluka</td>
<td>1.5 % in PBS</td>
</tr>
<tr>
<td>Evans Blue</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma</td>
<td>E2129</td>
<td>10g in 1 L PBS</td>
</tr>
<tr>
<td>Insyte 22 G</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Beckton Dickinson</td>
<td>n/a</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Suture, silk 4.0</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Harvard Apparatus</td>
<td>517698</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Suture, Prolene 8.0</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Ethicon, USA</td>
<td>M8739</td>
<td>reusable</td>
</tr>
<tr>
<td>Heart Matrix</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Zivic Instruments</td>
<td># HSMS001</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Siemens 900 C</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>DRE Veterinary, USA</td>
<td># 336</td>
<td>refurbished</td>
</tr>
<tr>
<td>dissecting microscope (SZX10 )</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Olympus</td>
<td>n/a</td>
<td>consider generous working distance</td>
</tr>
<tr>
<td>Heating Table</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Rt, Effenberger, Germany</td>
<td>n/a</td>
<td>only and single provider</td>
</tr>
<tr>
<td>Blood pressure device</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Cyber Sense, Inc</td>
<td>BPM02</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>I STAT</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Abbott</td>
<td>n/a</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

use of a hanging weight system for coronary artery occlusion in mice

Studi murini di danno acuto rappresentano un campo di indagine intensa, come i topi knockout per i geni differenti sono sempre più disponibili 1-38. Cardioprotezione di precondizionamento ischemico (PI) rimane un settore di ricerca intensa. Per chiarire ulteriormente la sua base molecolare, l&#39;utilizzo degli studi di topo knockout è particolarmente importante 7, 14, 30, 39. Nonostante il fatto che studi precedenti hanno già eseguito con successo ischemia cardiaca e riperfusione nei topi, questo modello è tecnicamente molto impegnativo. In particolare, l&#39;identificazione visiva delle arterie coronarie, il posizionamento della sutura intorno alla nave e occlusione coronarica legando al largo la nave con un nodo supportato è tecnicamente difficile. Inoltre, riaprendo il nodo di riperfusione intermittente dell&#39;arteria coronaria durante IP senza provocare traumi chirurgici aggiunge ulteriore sfida. Inoltre, se il nodo non è legato giù abbastanza forte, riperfusione involontaria a causa di occlusione imperfetta della coronaria possono influenzare i risultati. In realtà, questo può facilmente verificarsi a causa del movimento del cuore che batte. Sulla base di potenziali problemi associati all&#39;uso di un sistema di nodi occlusione coronarica, abbiamo adottato un modello precedentemente pubblicato di cardiomiopatia cronica basata su un sistema di pesi appesi intermittente per occlusione coronarica durante IP 39. In realtà, occlusione coronarica può quindi essere raggiunto senza dover occludere il coronarica da un nodo. Inoltre, la riperfusione del vaso può essere facilmente raggiunto sostenendo i pesi appesi che sono in una localizzazione remota dai tessuti cardiaci. Abbiamo testato questo sistema in modo sistematico, tra cui variazione dei tempi di ischemia e riperfusione, precondizionamento reggimenti, la temperatura corporea e il substrato genetico 39. Oltre alla colorazione infarto, abbiamo testato la troponina cardiaca I (cTnI) come marker di infarto miocardico in questo modello. In realtà, i livelli plasmatici di cTnI correlata con le dimensioni dell&#39;infarto (R2 = 0,8). Infine, possiamo mostrare in diversi studi che questa tecnica produce dimensioni dell&#39;infarto altamente riproducibili nel corso del PI murini e infarto miocardico, 6, 8, 30, 40, 41. Pertanto, questa tecnica può essere utile per i ricercatori che perseguono meccanismi molecolari coinvolti nella cardioprotezione da IP utilizzando un approccio genetico nei topi con delezione genica mirata. Ulteriori studi su IP cardiaco utilizzando topi transgenici può prendere in considerazione questa tecnica.

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Use of a Hanging Weight System for Coronary Artery Occlusion in Mice

Un modello murino di ischemia miocardica e precondizionamento ischemico è un importante strumento di studio dei meccanismi cardioprotettivi<em&gt; In vivo</em&gt;. Qui, segnalano un caso facile<em&gt; In situ</emModello&gt; per IP cardiaca utilizzando un sistema di sospensione di peso per l&#39;occlusione delle arterie coronarie.

L&#39;uso di un sistema di peso per appendere l&#39;occlusione dell&#39;arteria coronarica nei topi

Murine studies of acute injury are an area of intense investigation, as knockout mice for different genes are becoming increasingly available 1-38. ...

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JoVE Journal

Medicine

21.5K Views.  University of Colorado Denver. Un modello murino di ischemia miocardica e precondizionamento ischemico è un importante strumento di studio dei meccanismi cardioprotettivi In vivo. Qui, segnalano un caso facile In situ per IP cardiaca utilizzando un sistema di sospensione di peso per l'occlusione delle arterie coronarie.

Video: Use of a Hanging Weight System for Coronary Artery Occlusion in Mice

Modeling Stroke in Mice - Middle Cerebral Artery Occlusion with the Filament Model

Stroke is among the most frequent causes of death and adult disability, especially in highly developed countries. However, treatment options to date are very limited. To meet the need for novel therapeutic approaches, experimental stroke research frequently employs rodent models of focal cerebral ischaemia. Most researchers use permanent or transient occlusion of the middle cerebral artery (MCA) in mice or rats.
Proximal occlusion of the middle cerebral artery (MCA) via the intraluminal suture technique (so called filament or suture model) is probably the most frequently used model in experimental stroke research. The intraluminal MCAO model offers the advantage of inducing reproducible transient or permanent ischaemia of the MCA territory in a relatively non-invasive manner. Intraluminal approaches interrupt the blood flow of the entire territory of this artery. Filament occlusion thus arrests flow proximal to the lenticulo-striate arteries, which supply the basal ganglia. Filament occlusion of the MCA results in reproducible lesions in the cortex and striatum and can be either permanent or transient. In contrast, models inducing distal (to the branching of the lenticulo-striate arteries) MCA occlusion typically spare the striatum and primarily involve the neocortex. In addition these models do require craniectomy. In the model demonstrated in this article, a silicon coated filament is introduced into the common carotid artery and advanced along the internal carotid artery into the Circle of Willis, where it blocks the origin of the middle cerebral artery. In patients, occlusions of the middle cerebral artery are among the most common causes of ischaemic stroke. Since varying ischemic intervals can be chosen freely in this model depending on the time point of reperfusion, ischaemic lesions with varying degrees of severity can be produced. Reperfusion by removal of the occluding filament at least partially models the restoration of blood flow after spontaneous or therapeutic (tPA) lysis of a thromboembolic clot in humans.
In this video we will present the basic technique as well as the major pitfalls and confounders which may limit the predictive value of this model.

Filamentous occlusion of the Middle cerebral artery is a common model for studying ischemic stroke in mice.

Corsa di modellazione in Mouse - Medio occlusione dell&#39;arteria cerebrale con il Modello Filament

Stroke is among the most frequent causes of death and adult disability, especially in highly developed countries. However, treatment options to date are ...

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Use of a Hanging-weight System for Isolated Renal Artery Occlusion

In hospitalized patients, over 50% of cases of acute kidney injury (AKI) are caused by renal ischemia 1-3. A recent study of hospitalized patients revealed that only a mild increase in serum creatinine levels (0.3 to 0.4 mg/dl) is associated with a 70% greater risk of death than in persons without any increase 1. Along these lines, surgical procedures requiring cross-clamping of the aorta and renal vessels are associated with a renal failure rates of up to 30% 4. Similarly, AKI after cardiac surgery occurs in over 10% of patients under normal circumstances and is associated with dramatic increases in mortality. AKI are also common complications after liver transplantation. At least 8-17% of patients end up requiring renal replacement therapy 5. Moreover, delayed graft function due to tubule cell injury during kidney transplantation is frequently related to ischemia-associated AKI 6. Moreover, AKI occurs in approximately 20% of patients suffering from sepsis 6.The occurrence of AKI is associated with dramatic increases of morbidity and mortality 1. Therapeutic approaches are very limited and the majority of interventional trials in AKI have failed in humans. Therefore, additional therapeutic modalities to prevent renal injury from ischemia are urgently needed 3, 7-9. 
To elucidate mechanisms of renal injury due to ischemia and possible therapeutic strategies murine models are intensively required 7-13. Mouse models provide the possibility of utilizing different genetic models including gene-targeted mice and tissue specific gene-targeted mice (cre-flox system). However, murine renal ischemia is technically challenging and experimental details significantly influence results. We performed a systematic evaluation of a novel model for isolated renal artery occlusion in mice, which specifically avoids the use of clamping or suturing the renal pedicle 14. This model requires a nephrectomy of the right kidney since ischemia can be only performed in one kidney due to the experimental setting. In fact, by using a hanging-weight system, the renal artery is only instrumented once throughout the surgical procedure. In addition, no venous or urethral obstruction occurs with this technique. We could demonstrate time-dose-dependent and highly reproducible renal injury with ischemia by measuring serum creatinine. Moreover, when comparing this new model with conventional clamping of the whole pedicle, renal protection by ischemic preconditioning is more profound and more reliable. Therefore his new technique might be useful for other researchers who are working in the field of acute kidney injury.

A precise murine model for acute kidney injury (AKI) due to ischemia is an important tool to investigate acute kidney injury and possibly find therapeutic tools to treat renal injury. The hanging weight system offers a tool for immediate and reliable renal artery occlusion and reperfusion without causing renal congestion.

L&#39;uso di un Hanging-peso di sistema per isolati di occlusione dell&#39;arteria renale

In hospitalized patients, over 50% of cases of acute kidney injury (AKI) are caused by renal ischemia 1-3. A recent study of hospitalized patients ...

Use of a Hanging-weight System for Liver Ischemia in Mice

Acute liver injury due to ischemia can occur during several clinical procedures e.g. liver transplantation, hepatic tumor resection or trauma repair and can result in liver failure which has a high mortality rate1-2. Therefore murine studies of hepatic ischemia have become an important field of research by providing the opportunity to utilize pharmacological and genetic studies3-9. Specifically, conditional mice with tissue specific deletion of a gene (cre, flox system) provide insights into the role of proteins in particular tissues10-13 . Because of the technical difficulty associated with manually clamping the portal triad in mice, we performed a systematic evaluation using a hanging-weight system for portal triad occlusion which has been previously described3. By using a hanging-weight system we place a suture around the left branch of the portal triad without causing any damage to the hepatic lobes, since also the finest clamps available can cause hepatic tissue damage because of the close location of liver tissue to the vessels. Furthermore, the right branch of the hepatic triad is still perfused thus no intestinal congestion occurs with this technique as blood flow to the right hepatic lobes is preserved. Furthermore, the portal triad is only manipulated once throughout the entire surgical procedure. As a result, procedures like pre-conditioning, with short times of ischemia and reperfusion, can be easily performed. Systematic evaluation of this model by performing different ischemia and reperfusion times revealed a close correlation of hepatic ischemia time with liver damage as measured by alanine (ALT) and aspartate (AST) aminotransferase serum levels3,9. Taken together, these studies confirm highly reproducible liver injury when using the hanging-weight system for hepatic ischemia and intermittent reperfusion. Thus, this technique might be useful for other investigators interested in liver ischemia studies in mice. Therefore the video clip provides a detailed step-by-step description of this technique.

We established a novel murine model of a hanging weight system for portal triad occlusion. This technique may be useful for future investigations of ischemia in murine hepatic models.

L&#39;uso di una Volante peso Sistema di Ischemia fegato nei topi

Acute liver injury due to ischemia can occur during several clinical procedures e.g. liver transplantation, hepatic tumor resection or trauma repair and ...

Modified Technique for Coronary Artery Ligation in Mice

Myocardial infarction (MI) is one of the most important causes of mortality in humans1-3. In order to improve morbidity and mortality in patients with MI we need better knowledge about pathophysiology of myocardial ischemia. This knowledge may be valuable to define new therapeutic targets for innovative cardiovascular therapies4. Experimental MI model in mice is an increasingly popular small-animal model in preclinical research in which MI is induced by means of permanent or temporary ligation of left coronary artery (LCA)5. In this video, we describe the step-by-step method of how to induce experimental MI in mice.
The animal is first anesthetized with 2% isoflurane. The unconscious mouse is then intubated and connected to a ventilator for artificial ventilation. The left chest is shaved and 1.5 cm incision along mid-axillary line is made in the skin. The left pectoralis major muscle is bluntly dissociated until the ribs are exposed. The muscle layers are pulled aside and fixed with an eyelid-retractor. After these preparations, left thoracotomy is performed between the third and fourth ribs in order to visualize the anterior surface of the heart and left lung. The proximal segment of LCA artery is then ligated with a 7-0 ethilon suture which typically induces an infarct size ~40% of left ventricle. At the end, the chest is closed and the animals receive postoperative analgesia (Temgesic, 0.3 mg/50 ml, ip). The animals are kept in a warm cage until spontaneous recovery.

The surgical procedure used to induce experimental myocardial infarction in mice begins with left thoracotomy between the third and the fourth ribs in order to visualize the anterior surface of the heart and left lung. The left coronary artery is ligated, the chest is closed and the mouse is allowed to recover spontaneously.

Tecnica modificata di legatura dell&#39;arteria coronarica in Mouse

Myocardial infarction (MI) is one of the most important causes of mortality in humans1-3. In order to improve morbidity and mortality in patients with MI ...

Optimized System for Cerebral Perfusion Monitoring in the Rat Stroke Model of Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion

The translational potential of pre-clinical stroke research depends on the accuracy of experimental modeling. Cerebral perfusion monitoring in animal models of acute ischemic stroke allows to confirm successful arterial occlusion and exclude subarachnoid hemorrhage. Cerebral perfusion monitoring can also be used to study intracranial collateral circulation, which is emerging as a powerful determinant of stroke outcome and a possible therapeutic target. Despite a recognized role of Laser Doppler perfusion monitoring as part of the current guidelines for experimental cerebral ischemia, a number of technical difficulties exist that limit its widespread use. One of the major issues is obtaining a secure and prolonged attachment of a deep-penetration Laser Doppler probe to the animal skull. In this video, we show our optimized system for cerebral perfusion monitoring during transient middle cerebral artery occlusion by intraluminal filament in the rat. We developed in-house a simple method to obtain a custom made holder for twin-fibre (deep-penetration) Laser Doppler probes, which allow multi-site monitoring if needed. A continuous and prolonged monitoring of cerebral perfusion could easily be obtained over the intact skull.

Cerebral perfusion monitoring has been demonstrated to improve accuracy in ischemic stroke models. Technical difficulties often limit the use of this essential tool for cerebrovascular research. In this video, an optimized system is shown to obtain a single or multi-site hemodynamic monitoring during intraluminal middle cerebral artery occlusion in rats.

Sistema ottimizzato per il monitoraggio perfusione cerebrale nel modello Rat Stroke of intraluminale occlusione dell&#39;arteria cerebrale media

The translational potential of pre-clinical stroke research depends on the accuracy of experimental modeling. Cerebral perfusion monitoring in animal ...

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study model. As the use of mouse models are often a vital step in preclinical drug discovery and drug development1-8, it is necessary to design a system to introduce drugs into mice in a uniform, reproducible manner. Ideally, the system should permit the collection of blood samples at regular intervals over a set time course. The ability to measure drug concentrations by mass-spectrometry, has allowed investigators to follow the changes in plasma drug levels over time in individual mice1, 9, 10. In this study, paclitaxel was introduced into transgenic mice as a continuous arterial infusion over three hours, while blood samples were simultaneously taken by retro-orbital bleeds at set time points. Carotid artery infusions are a potential alternative to jugular vein infusions, when factors such as mammary tumors or other obstructions make jugular infusions impractical. Using this technique, paclitaxel concentrations in plasma and tissue achieved similar levels as compared to jugular infusion. In this tutorial, we will demonstrate how to successfully catheterize the carotid artery by preparing an optimized catheter for the individual mouse model, then show how to insert and secure the catheter into the mouse carotid artery, thread the end of the catheter out through the back of the mouse&#8217;s neck, and hook the mouse to a pump to deliver a controlled rate of drug influx. Multiple low volume retro-orbital bleeds allow for analysis of plasma drug concentrations over time.

This method was developed with the goal of delivering a steady drug solution via the carotid artery, to assess the pharmacokinetics of novel drugs in mouse models.

Infusi carotide di farmacocinetica e di farmacodinamica Analisi dei taxani nei topi

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

Permanent Ligation of the Left Anterior Descending Coronary Artery in Mice: A Model of Post-myocardial Infarction Remodelling and Heart Failure

Heart failure is a syndrome in which the heart fails to pump blood at a rate commensurate with cellular oxygen requirements at rest or during stress. It is characterized by fluid retention, shortness of breath, and fatigue, in particular on exertion. Heart failure is a growing public health problem, the leading cause of hospitalization, and a major cause of mortality. Ischemic heart disease is the main cause of heart failure.
Ventricular remodelling refers to changes in structure, size, and shape of the left ventricle. This architectural remodelling of the left ventricle is induced by injury (e.g., myocardial infarction), by pressure overload (e.g., systemic arterial hypertension or aortic stenosis), or by volume overload. Since ventricular remodelling affects wall stress, it has a profound impact on cardiac function and on the development of heart failure. A model of permanent ligation of the left anterior descending coronary artery in mice is used to investigate ventricular remodelling and cardiac function post-myocardial infarction. This model is fundamentally different in terms of objectives and pathophysiological relevance compared to the model of transient ligation of the left anterior descending coronary artery. In this latter model of ischemia/reperfusion injury, the initial extent of the infarct may be modulated by factors that affect myocardial salvage following reperfusion. In contrast, the infarct area at 24 hr after permanent ligation of the left anterior descending coronary artery is fixed. Cardiac function in this model will be affected by 1) the process of infarct expansion, infarct healing, and scar formation; and 2) the concomitant development of left ventricular dilatation, cardiac hypertrophy, and ventricular remodelling.
Besides the model of permanent ligation of the left anterior descending coronary artery, the technique of invasive hemodynamic measurements in mice is presented in detail.

Heart failure is the leading cause of hospitalization and a major cause of mortality. A model of permanent ligation of the left anterior descending coronary artery in mice is applied to investigate ventricular remodelling and cardiac dysfunction post-myocardial infarction. The technique of invasive hemodynamic measurements in mice is presented.

Legatura permanente dell&#39;arteria discendente anteriore sinistra coronarica nei topi: un modello di post-infarto rimodellante miocardico e insufficienza cardiaca

Heart failure is a syndrome in which the heart fails to pump blood at a rate commensurate with cellular oxygen requirements at rest or during stress. It ...

Ultrasound Based Assessment of Coronary Artery Flow and Coronary Flow Reserve Using the Pressure Overload Model in Mice

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow reserve (CFR) in humans. Reduced CFR is accompanied by marked intramyocardial and pericoronary fibrosis and is used as an indication of the severity of dysfunction. This study explores, step-by-step, the real-time changes measured in the coronary flow velocity, CFR and systolic to diastolic peak velocity (S/D) ratio in the setting of an aortic banding model in mice. By using a Doppler transthoracic imaging technique that yields reproducible and reliable data, the method assesses changes in flow in the septal coronary artery (SCA), for a period of over two weeks in mice, that previously either underwent aortic banding or thoracotomy. 
During imaging, hyperemia in all mice was induced by isoflurane, an anesthetic that increased coronary flow velocity when compared with resting flow. All images were acquired by a single imager. Two ratios, (1) CFR, the ratio between hyperemic and baseline flow velocities, and (2) systolic (S) to diastolic (D) flow were determined, using a proprietary software and by two independent observers. Importantly, the observed changes in coronary flow preceded LV dysfunction as evidenced by normal LV mass and fractional shortening (FS). 
The method was benchmarked against the current gold standard of coronary assessment, histopathology. The latter technique showed clear pathologic changes in the coronary artery in the form of peri-coronary fibrosis that correlated to the flow changes as assessed by echocardiography. 
The study underscores the value of using a non-invasive technique to monitor coronary circulation in mouse hearts. The method minimizes redundant use of research animals and demonstrates that advanced ultrasound-based indices, such as CFR and S/D ratios, can serve as viable diagnostic tools in a variety of investigational protocols including drug studies and the study of genetically modified strains.

Coronary flow reserve (CFR) is useful for assessment of myocardial oxygen demand and evaluation of cardiovascular risk. This study establishes a step-by-step transthoracic Doppler echocardiographic (TTDE) method for longitudinal monitoring of the changes in CFR, as measured from coronary artery in mice, under the experimental pressure overload of aortic banding.

Valutazione Ecografia base di coronaropatia Flow e flusso coronarico Reserve Utilizzando la pressione Sovraccarico modello nei topi

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow ...

Surgical Approach for Middle Cerebral Artery Occlusion and Reperfusion Induced Stroke in Mice

Stroke is a leading cause of death worldwide and continues to be one of the major causes of long-term adult disabilities. About 87% of strokes are ischemic in origin and occur in the territory of the middle cerebral artery (MCA). Currently the only Food and Drug Administration (FDA) approved drug for the treatment of this devastating disease is tissue plasminogen activator (tPA). However, tPA has a small therapeutic window for administration (3 - 6 hr), and is only effective in 4% of the patients who actually receive it. Current research focuses on understanding the pathophysiology of stroke in order to find potential therapeutic targets. Thus, reliable models are crucial, and the MCA occlusion (MCAo) model (also termed the intraluminal filament or suture model) is deemed to be the most clinically relevant surgical model of ischemic stroke, and is fairly non-invasive and easily reproducible. Typically the MCAo model is used with rodents, especially with mice due to all the genetic variations available for this species. Here we describe (and present in the video) how to successfully perform the MCAo model (with reperfusion) in mice to generate reliable and reproducible data.

In order to understand the pathophysiology of stroke, it is important to use reliable models. This paper will describe one of the most frequently used stroke models in mice, termed the middle cerebral artery occlusion (MCAo) model (also termed the intraluminal filament or suture model) with reperfusion.

Approccio chirurgico per occlusione dell&#39;arteria cerebrale media e riperfusione indotta ictus nei topi

Stroke is a leading cause of death worldwide and continues to be one of the major causes of long-term adult disabilities. About 87% of strokes are ...

Identifying Coronary Artery Calcification on Non-gated Computed Tomography Scans

Coronary artery calcification (CAC) provides an objective measure of coronary artery disease and can readily be identified on non-gated computed tomography (CT) scans with a high correlation with gated cardiac CT scans. This standardized protocol takes a step-wise approach to not only optimizing an image for the identification of calcification but also to distinguishing CAC from other common causes of calcification in the cardiac silhouette. Recognition of CAC on non-gated CT scans helps to identify a very powerful prognostic factor that can influence therapeutic interventions or downstream diagnostic testing without requiring a gated cardiac scan. These non-gated CT scans are often acquired as part of the routine care of the patient, and this data is readily available without another dose of&#160;ionizing radiation. This protocol allows for the precise and accurate extraction of this data for the purposes of retrospective data analysis in clinical research studies, but also in the clinical evaluation and management of patients.

Here, we present a protocol to reliably and systematically identify coronary artery calcification (CAC) on non-gated computed tomography (CT) scans of the chest or abdomen. CAC provides an objective measure of coronary artery disease for both research and clinical purposes.